Fornecer o conjunto de números quânticos que descrevem um elétron no orbital 3 p .
Passo 1
O enunciado pede: “Fornecer o conjunto de números quânticos que descrevem um elétron no orbital 3p.”
Informações dadas no enunciado: o elétron está em um orbital identificado como . Não há informação adicional sobre o spin ou sobre qual sub-orbital
(ex.:
) — portanto devemos listar todas as possibilidades compatíveis com o rótulo
.
Informações dadas no enunciado: o elétron está em um orbital identificado como
Passo 2
Vamos lembrar o que são os quatro números quânticos e seus significados (explicado com calma):
-
: número quântico principal — indica o nível de energia (camada). Valores permitidos: . -
: número quântico azimutal (ou orbital) — indica a forma do orbital (subnível). Valores permitidos para dado : . Cada valor de tem uma letra associada: é , é , é , é . -
: número quântico magnético — indica a orientação espacial do orbital. Valores inteiros permitidos: . Total de valores. -
: número quântico de spin — indica a orientação do spin do elétron. Valores permitidos: ou .
Sempre que eu usar uma dessas fórmulas, está claro o que cada símbolo representa.
Passo 3
Aplicando a etiqueta do orbital
:
- O algarismo 3 indica que
. (Explicação: o número no começo da notação “3p” é o nível principal.) - A letra
indica que . (Explicação: padrão de mapeamento de letras para : , , , .)
Portanto, para o orbital
já temos
e
.
Passo 4
Agora encontramos os possíveis valores de
usando a regra
, inteiros. Com
temos:
Explicação didática: são três orientações do orbital
(às vezes chamadas de
em modelos cartesianos), cada uma corresponde a um desses valores de
.
Passo 5
O spin
do elétron pode ser apenas dois valores:
Comentário útil: pelo princípio de exclusão de Pauli, cada combinação
(ou seja, cada orbital espacial) comporta no máximo dois elétrons, um com
e outro com
.
Passo 6
Juntando tudo: fixamos
e
;
pode assumir 3 valores e
2 valores, então existem
conjuntos possíveis de números quânticos que descrevem um elétron no orbital
. Na prova, escreva o conjunto na forma
com
e
escolhidos dentre os valores listados acima.